Химия навсегда. О гороховом супе, опасности утреннего кофе и пробе мистера Марша - Ларс Орстрём

С точки зрения химии пентакарбонилжелезо и тетраэтилсвинец (показаны на рисунке 40) – это металлоорганические соединения, поскольку в них есть связь металл – углерод. В том, что касается образования химических связей, тетраэтилсвинец весьма прямолинеен. Можно считать, что свинец отчасти ведет себя здесь как углерод – элемент, находящийся на самом верху этой же группы в Периодической таблице, – так что Pb(CH2CH3)4 становится аналогом углеводорода C(CH2CH3)4 – 3,3-диэтилпентана, или тетраэтилметана, изображенного на рисунке 40. Пентакарбонилжелезо, или Fe(CO)5, – совсем другое дело.

Если представить, что углерод-углеродные связи в 3,3-диэтилпентане состоят из двух электронов, по одному от каждого атома углерода, и атомы равномерно делят электроны между собой, то связь свинец – углерод можно рассматривать так: ион Pb4+ заимствует по два электрона у каждой отрицательно заряженной этиловой группы и образует четыре связи Pb – C, в каждой из которых тоже по два электрона. Железо в Fe(CO)5 не заряжено, как и СО, молекула оксида углерода (II), или угарного газа, так что в этом случае не очевидно, в каком направлении захотят переместиться электроны. На самом деле они движутся в обе стороны: два электрона на концах молекул СО оказываются в совместном владении с железом, и одновременно другие электроны, стабилизированные на других орбиталях, атом железа отдает СО. Это настолько запутано, что обычно мы не пытаемся показать процесс, изображая связи, так что Fe и С по-прежнему соединены лишь одной линией, хотя характер образования связи тут совершенно иной, чем для связи Pb – C.

Рисунок 40. Простой углеводород, родственный этому углеводороду тетраэтилсвинец и пентакарбонилжелезо Fe(CO)5.

Трудно сказать, стал ли бы Fe(CO)5 лучшей антидетонационной присадкой, чем Pb(CH2CH3)4. Их острая токсичность примерно одинакова, и, возможно, количество добавляемого в топливо пентакарбонилжелеза было бы выше. Как бы то ни было, это показывает, что альтернативная присадка, не оставлявшая устойчивого загрязнения, возможно, была разработана еще в 20-х годах.

Однако в то время об этом мало кто знал. Чтобы разрешить проблему с тетраэтилсвинцом, главный санитарный врач США созвал общегосударственное собрание, и в мае 1925 года более 100 делегатов от компаний, профсоюзов, органов власти, университетов и прессы встретились в Вашингтоне. Кеттеринг, один из докладчиков, представил собравшимся тетраэтилсвинец как единственный жизнеспособный вариант решения проблемы с детонированием, хотя некоторые из слушателей, включая Гамильтон, отказались в это поверить[236].

Разумеется, альтернативные варианты были надежно заперты в корпоративной лаборатории Кеттеринга; мы знаем о них только благодаря работам профессора Уильяма Коварика из Университета Рэдфорда, который использовал недавно обнародованные архивы[237] исследовательской организации GM в Дейтоне, чтобы опубликовать всестороннее исследование этого вопроса. Возможно, давление со стороны конкурирующих продуктов также послужило причиной того, что GM и ее партнеры начали масштабное производство тетраэтилсвинца прежде, чем разработали соответствующие меры безопасности и провели подготовку персонала.

Итогом встречи стало образование комитета, который в конце концов обнаружил, что, по сути, не обладает законными полномочиями для запрета тетраэтилсвинца. Туманные обещания провести дальнейшие исследования были забыты, и к концу 30-х годов 90 % бензина в США содержало свинец[238].

И все же в некотором смысле Гамильтон и ее коллеги одержали победу, поскольку это разбирательство создало прецедент на право правительства и науки сказать последнее слово в вопросах здравоохранения на рабочих местах и загрязнения окружающей среды.

Витрувий, вероятно, был одинок в своих призывах в эпоху, когда его соотечественники-римляне радостно приправляли еду тригидратом ацетата свинца (II)[239], а позже его «Десять книг об архитектуре», наверное, не считались обязательным чтением для горных инженеров, металлургов и печатников. Можно извинить пренебрежение советами Витрувия, но гораздо примечательнее то, что были совершенно забыты жаркие дебаты 20-х годов[240]. Коварик обращает внимание на то, что в 1984 году газета New York Times сообщает[241] о недавно введенном в Чикаго запрете на тетраэтиловый свинец и его приветствуют как первый подобный акт. Если бы журналисты порылись в своих собственных архивах, они бы обнаружили похожие сообщения о запрете «этила», датированные 60 годами ранее.

Ученые, похоже, совершали те же самые ошибки. В статье 1925 года в весьма уважаемом еженедельном журнале, издаваемом Американской медицинской ассоциацией, Гамильтон и ее коллеги дали исчерпывающий обзор токсикологии тетраэтилсвинца и разгромили вышедший ранее отчет Горного бюро США, в котором преуменьшалось вредное воздействие загрязненных свинцом выхлопных газов[242]. Другие ученые цитировали эту статью всего 15 раз по сравнению с сотнями цитирований других статей по этой проблеме.

В заключение скажу, что в честь Кеттеринга был назван университет, но зато в Национальном институте по охране труда и промышленной гигиене США (NIOSH) ежегодно вручают награду имени Элис Гамильтон за достижения в области гигиены труда. На главной странице сайта NIOSH сказано: